Versteckte Ordnung im verwehten Sand

Neues über die Kornzusammensetzung von Megarippeln.

Ein interdisziplinäres Forschungsteam unter anderem aus der Universität Leipzig hat eine umfangreiche Sammlung von Sandproben aus sogenannten Megarippel-Feldern auf der ganzen Welt analysiert und dabei neue Erkenntnisse über die Kornzusammensetzung dieser Sandwellen erlangt. Diese könnten dazu beitragen, Debatten über den mechanistischen Ursprung einiger kürzlich entdeckter rätselhafter, außerirdischer Sandstrukturen beizulegen und die Rückschlüsse über Wetter- und Klimaereignisse der Vergangenheit aus Sedimentaufzeichnungen zu verbessern. Die Ergebnisse ihrer Studien wurden gerade in dem renommierten Fachjournal „Nature Communications“ veröffentlicht.

Megarippel sind Sandwellen mit Wellenlängen im Meterbereich, die zwischen gewöhnlichen Strandrippeln (Zentimeter) und Dünen (zehn bis 100 Meter) liegen. Sie werden häufig auf der Erde und auf dem Mars gefunden. Ihr Sand besteht aus einer einzigartigen Mischung grober und feiner Körner. „Diese Mischung sieht immer ähnlich aus, ist aber wegen der turbulenten Winde niemals identisch, erläutert Prof. Dr. Klaus-Dieter Kroy vom Institut für Theoretische Physik der Universität Leipzig, einer der Leiter der Studie.

In dieser Vielfalt hat das interdisziplinäre Team aus Geomorphologen und Physikern dreier Universitäten in Deutschland, Israel und China jetzt eine unerwartet einheitliche Signatur des zugrundeliegenden Sandtransportprozesses entdeckt, die jahrzehntelangen Feldstudien bisher entgangen war. Bei ihrer Analyse von Sandproben-Daten aus aller Welt verglichen die Forschenden die Häufigkeiten aller Größen beweglicher Körner und teilten den Durchmesser der gröbsten Körner sowie der am seltensten vorkommenden feinen Körner für jede Probe. Dabei sei eine überraschend konsistente Zahl herausgekommen“, sagte Kroy. Mit ihr lasse sich nun sicherer entscheiden, welcher Kategorie die entdeckten Sandrippel zuzuordnen sind – wie von den theoretischen Berechnungen des Teams vorhergesagt – und durch welchen physikalischen Transportprozess sie entstanden sind.

Das internationale Team hofft auch, dass seine Entdeckung in Zukunft dazu beitragen könnte, die Entstehung einiger mysteriöser neuer Sandwellen, die kürzlich auf dem Mars beobachtet wurden, besser erklären zu können. Katharina Tholen, Doktorandin an der Universität Leipzig und Erstautorin der Studie, sagt: „Wenn wir die Entstehung und Wanderung terrestrischer und extraterrestrischer Sandwellen aus den vorherrschenden atmosphärischen Bedingungen erklären können, wäre dies ein wichtiger Schritt. Dann wäre es vielleicht künftig möglich, die derzeit zu beobachtenden Sandstrukturen, etwa auf dem Mars oder in Versteinerungen und an abgelegenen Orten der Erde, als komplexe Archive früherer Klimabedingungen auszuwerten.“

Originaltitel der Veröffentlichung in „Nature Communicaions“:

„Megaripple mechanics: bimodal transport ingrained in bimodal sands”, DOI: 10.1038/s41467-021-26985-3.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Klaus Kroy
Institit für Theoretische Physik der Universität Leipzig
Telefon: +49 341 97-32436
E-Mail: klaus.kroy@uni-leipzig.de

Weitere Informationen:

http://www.nature.com/articles/s41467-021-26985-3

http://www.uni-leipzig.de